步進馬達
概要、相關資訊

概述

步進馬達輕鬆實現精確定定位運轉。
這些馬達用於各種類型的設備，使用脈波信號進行精確的旋轉角度和轉速控制。

仔細精確的定位

步進馬達是一種以固定角度旋轉的馬達，就像時鐘的秒針一樣。這個角度稱為「基本步級角」。東方馬達提供基本步級角為0.72°的5相步進馬達和基本步級角為1.8°的2相步進馬達。

步進馬達結構請點這裡

用脈波信號輕鬆控制

高精度定位的系統配置如下圖所示。利用控制器的脈波信號可以精確控制步進馬達的旋轉角度和轉速。

系統構成

什麼是脈波信號？

脈波信號是反覆ON/OFF電源的電信號。
ON/OFF1個週期計為1個脈波；輸入1個脈波時，馬達出力軸旋轉1個步級角。

旋轉角度與脈波數成正比

步進馬達的旋轉角度與輸入驅動器的脈波信號數（脈波數）成正比。
步進馬達旋轉角度與脈波數的關係表示如下：

θ = θ_S × A

θ

馬達出力軸旋轉角度［°］

θ_S

步級角（解析度）[°/step]^*

A

脈波數

轉速與脈波速度成正比

步進馬達的轉速與輸入驅動器的脈波信號（脈波頻率）的速度成正比。
脈波速度[Hz]與轉速[r/min]的關係表示如下：

N = θ_S / 360 × f × 60

N

馬達出力軸的轉速［r/min］

θ_S

步級角（解析度）[°/step]^*

f

脈波速度［Hz］
（每秒脈波列輸入數）

• *對於減速機型馬達，這是減速機出力軸的步級角（解析度）。

小巧且高轉矩

步進馬達結構緊湊，可產生高轉矩。
這些特徵提供了出色的加速度特性和應對能力，這使得這些馬達對於必須頻繁啟動和停止馬達的應用非常有用。
此外，透過使用減速機型馬達，可以獲得更大的轉矩。

可以頻繁啟動和停止

轉速－轉矩特性（馬達安裝尺寸為60 mm時）

請點擊此處閱讀轉速－轉矩特性的解讀方法說明

馬達保持在停止位置

步進馬達即使停止也有保持力，因此不需要依靠機械煞車來保持停止位置。

可驅動大慣性負載

步進馬達比同等安裝尺寸的伺服馬達可以驅動更大的慣性負載。

以轉子慣性慣量的30倍進行比較

• 

  步進馬達

  慣性慣量22.4 x 10^-4 kg·m²
  （30倍轉子慣性慣量）

  負載慣性慣量

  直徑169毫米，厚度10毫米，材質鋁

  馬達

  安裝尺寸60 mm
  長度90 mm

• 

  既有伺服馬達

  慣性慣量4.0 x 10^-4 kg·m²
  （30倍轉子慣性慣量）

  負載慣性慣量

  直徑110 mm，厚度10 mm，鋁材質

  馬達

  安裝尺寸60 mm
  長度96.5 mm

用途例

用於XY軸的工作台驅動器

定量注入機的加料

儲料器的垂直操作

定量塗層

馬達的種類

步進馬達有多種不同類型；包括標準型、附電磁剎車型和各種減速機型。您可以選擇適合您應用所需的功能和效能的類型。下面介紹典型例子。

標準型

這是一款易於使用的基本品名。
馬達有多種尺寸可供選擇。

高轉矩型

透過在轉子和定子的小齒之間插入永久磁鐵來實現高轉矩和高回應。與同尺寸的標準型相比，轉矩顯著增加。

高解析度型

此馬達的基本解析度是標準型的兩倍。
這樣可以提高定位精度並減少振動。

編碼器類型

可監視現在位置或檢知位置差距等。
例如，比較現在位置與指令位置，藉此確認馬達的正常動作。

附電磁剎車型

本產品採用無激磁作動型電磁剎車。
當發生停電或其他意外事件時，電磁剎車將負載保持在適當的位置，以防止其掉落。

• 一旦斷電，馬達失去自我保持力，在垂直操作或施加外力時，馬達將無法保持在停止位置。在升降設備和類似應用中，使用附電磁剎車型。

減速機型

這些馬達採用了減少齒隙的專用位置控制減速機，以充分利用馬達的高可控性。
即使在承受大負載轉矩的應用中，減速機也能確保高精度、平穩運作。

減速機型馬達的優點

東方馬達提供已預先裝有減速機的減速機型馬達，作為步進馬達的變體。使用減速機型馬達帶來許多優點：例如減速、高轉矩和高解析度，以及以下列出的優點。

馬達可驅動大慣性負載

當使用減速機型馬達時，與同類標準馬達相比，可轉動的慣性負載與減速比的平方成比例地增加。這意味著可以用減速機型馬達驅動更大的慣性負載。

馬達種類	減速機型（減速比）	標準型
品名	AZM66AC-PS5	AZM66AC
容許負載慣性慣量 （30倍轉子慣性慣量）	277.5 × 10-4 kg·m2	11.1 × 10-4 kg·m2
慣性負載直徑 （厚度20 mm、鋁材質）	317 mm	142 mm
速度範圍	0～600 r/min	0～6000 r/min

可以改善啟動和停止時的阻尼特性

如果慣性負載較大或加減速時間較短，減速機型馬達可以比標準馬達更有效地降低阻尼，從而確保運轉更穩定。減速機型馬達非常適合需要快速定位大慣性慣量（如分度台或臂驅動器）的應用。

可小型化

與產生同等激磁最大靜止轉矩的標準馬達相比，減速機型馬達的安裝尺寸較小，因此其重量和體積可以減少。當設備必須緊湊且輕量化時，減速機型馬達非常有效。

高剛性、耐扭轉

減速機型馬達具有高剛性，因此比標準馬達更耐扭轉，並且受負載轉矩波動的影響較小。這意味著即使負載大小發生變化，也能確保穩定性和高精度定位。

• 用途例：升降機
  即使在負載數量或重量變化的情況下，像電梯這樣垂直運作的機構也可以實現高精度停止。

  

• 用途例：監視器
  即使被強風晃動，相機也能保持穩定的位置。

  

可直接安裝負載（諧和式減速機型、HPG減速機型）

諧和式減速機型（安裝尺寸90 mm除外）和HPG減速機型可將負載直接安裝在與軸一體的旋轉表面上。

外觀及安裝範例

用途例：分度盤
這不僅減少了零件數量和工序，還提高了可靠性。它們也適用於有力矩負載的操作。

減速機型馬達的種類與特徵

步進馬達有各種減速機型馬達可利用。
您可以根據轉矩、精準度（齒隙）等選擇最佳類型。
點選右圖可查看各型號的特色及主要規格。

• 請參閱此處以了解每種類型之間的差異。
• 每個系列適用的減速機型馬達不同。

單擊以查看詳細信息

減速機類型		平行軸									直交軸
		SH （平齒輪機構）	CS （平齒輪機構）	TH （平齒輪機構）	TS （平齒輪機構）	PS （行星式齒輪機構）	PN （行星式齒輪機構）	HPG （諧和式行星®）		諧和式 （諧和式減速機 ®)	FC （面齒輪機構）
外觀圖
特徵
	精度	2相用		低齒隙			無齒隙				低齒隙
		★	★	★★	★★	★★	★★★	★★★		★★★	★★
	高轉矩	★	★★	★	★★	★★	★★	★★		★★	★★
	瞬間最大轉矩可用	-	-	-	○	○	○	○		○	-
	負載面安裝	-	-	-	-	-	-	-	○	○	-
	中心軸	-	○	-	-	○	○	○	-	○	○
主要規格
	減速比類型	3.6、7.2、9、10、18、36	5、10、15、20	3.6、7.2、10、20、30	3.6、7.2、10、20、30	5、7.2、10、25、36、50	5、7.2、10、25、36、50	5、15		50、100	7.2、10、20、30
	速度範圍［r/min］	～833	～600	～500	～833	～600	～600	～900		～70	～416
	容許轉矩［N·m］	～4	～4.5	～4	～6	～8	～8	～9		～10	～10.5
	瞬間最大轉矩[N·m]	-	-	-	～10	～20	～20	～19		～36	-
	齒隙［arcmin］	45～70	45～70	10～35	10～35	7～9	2～3	3		0	10～15
減速機類型		SH	CS	TH	TS	PS	PN	HPG		諧和式	FC

• *請參閱上面的值以了解每種類型之間的差異。依安裝尺寸和減速比的不同而變化。
• *主要規格中的數值是基於安裝尺寸60 mm。
• *諧和式行星®、諧和式減速機®為Harmonic Drive Systems Inc.的註冊商標或商標。
• 各類型的原理與結構請參閱技術參考。
  步進馬達用減速機和伺服馬達

驅動器種類

內藏定位功能型

可將運轉資料設定在驅動器中，並從主機系統中選擇並執行。主機系統連線與控制執行下列任一操作：I/O、Modbus（RTU）/RS-485通訊或FA網路。透過使用網路轉換器（另售），可進行CC-link、MECHATROLINK或EtherCAT通訊。

所謂FLEX係指對應I/O控制、Modbus（RTU）控制、及經由網路轉換器的FA網路控制之產品總稱。

RS-485通訊附脈波列輸入型（僅限AZ系列）

配合輸入驅動器的脈波信號，執行運轉。可利用定位模組（脈波產生器）進行馬達控制。可使用RS-485通訊監視馬達的狀態資訊（位置、轉速、轉矩、Alarm、溫度等等）。

脈波列輸入型

配合輸入驅動器的脈波信號，執行運轉。馬達控制由客戶提供的定位模組（脈波產生器）執行。使用支援軟體（MEXE02），即可確認Alarm履歷或監視各種狀態。

對應網路的驅動器（僅限AZ系列）

此驅動器支援EtherNet/IP和EtherCAT通訊。可從網路直接控制。可使用1條通訊電纜線連接上位控制器與驅動器，節省配線。

多軸驅動器（AZ系列、限DC電源輸入）

此多軸驅動器與SSCNETIII/H、MECHATROLINK-III、EtherCAT相容。
此驅動器可連接本公司的AZ系列DC電源輸入的馬達及搭載這類馬達的電動模組產品。
提供具有2軸、3軸和4軸連接功能的驅動器。

相關訊息

步進馬達的輸出參考值